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서울대병원, 조현병 새로운 원인 밝혔다

2024. 05. 13 16:20 건강 이유진 기자

조현병 증상 새로운 원인 지표, 뇌 속 ‘반응성 별아교세포’ 활성 증가 서울대병원 연구진이 조현병의 원인 규명에 한 걸음 다가선 연구 결과를 발표했다. 픽셀이미지 조현병의 원인 규명에 한 걸음 다가선 연구 결과가 나왔다. 국내 연구진이 조현병 환자의 뇌에서 ‘반응성 별아교세포’의 활성 증가를 뇌영상 촬영을 통해 최초로 밝혀냈다. 이 별아교세포들이 조현병의 병리생리에 관여하며, 특히 전측대상피질에서 반응성 별아교세포 활성화가 큰 환자일수록 조현병 증상이 심한 것으로 확인됐다. 이 연구는 반응성 별아교세포가 조현병 환자의 뇌에서 어떻게 활동하는지를 시각화하고, 이 세포들이 조현병의 양성 증상과 어떻게 연관되는지를 보여준다는 점에서 조현병 연구에서 중요한 진전으로 평가되고 있다. 서울대병원 정신건강의학과 권준수·김민아 교수팀이 양전자방출단층촬영(PET)을 통해 측정한 뇌 속 반응성 별아교세포의 활성 증가와 조현병 환자에서 환청, 망상 등 양성 증상 심각도와의 연관성을 밝혀낸 연구 결과를 13일 발표했다. 과거에 정신분열병으로도 불렸던 ‘조현병’은 망상, 환청, 와해된 언어 및 행동과 같은 증상을 특징으로 하며, 사회적 기능 장애를 동반하는 대표적인 중증 정신질환이다. ‘별아교세포’는 뇌세포의 절반을 차지하는 주요 신경교세포로, 신경세포를 지지하고 노폐물 제거 및 식세포작용 등 다양한 기능을 수행한다. 이 세포들은 뇌의 글루타메이트 조절 및 염증 반응에 관여하여 조현병과 같은 신경정신 질환에서 중요한 역할을 한다. ‘반응성 별아교세포’는 별아교세포가 신경전달물질 조절 이상 또는 뇌 염증 반응 등으로 과활성화된 상태를 나타낸다. 조현병 환자의 뇌 속 전측대상피질에서 반응성 별아교세포(뇌 염증 반응 및 글루타메이트 조절 이상 시사)의 활성 증가를 확인했다. 또한, 조현병 환자에서 전측대상피질의 반응성 별아교세포 활성이 증가할수록 환청, 망상 등 조현병의 양성 증상이 심각하다는 것을 확인했다. 서울대병원 제공 연구팀은 기존의 신경염증 또는 글루타메이트 단독 연구들과는 달리, 반응성 별아교세포를 직접적으로 조명함으로써 조현병의 복잡한 병리를 통합적으로 이해하는 데 주목했다. 지금껏 뇌영상 촬영 기법을 활용해 뇌 속 반응성 별아교세포 활성 증가를 직접 측정한 연구는 없었다. 연구팀은 2021년 10월부터 2023년 1월까지 조현병 환자 33명과 건강한 대조군 35명을 대상으로 방사성 동위원소가 표지된 화합물([18F]THK5351)을 사용해 몸의 생화학적 과정을 이미지화하는 양전자방출단층촬영을 통해 조현병 환자의 뇌 속 반응성 별아교세포 활성도를 측정·비교하는 연구를 진행했다. 그 결과, 조현병 환자들은 건강한 대조군에 비해 전측대상피질과 좌측 해마에서 더 높은 표준 흡수 값 비율(SUVr)을 보였다. 이는 건강한 대조군과 비교하여 조현병 환자에서 반응성 별아교세포의 활성화가 증가했음을 나타낸다. 전측대상피질은 인지 및 감정 조절에 중요한 역할을 하고 해마는 기억 형성에 필수적인 뇌 영역으로, 이들은 조현병의 신경생물학적 매커니즘에 중요한 역할을 한다. 또한, 전측대상피질에서의 표준 흡수 값 비율은 조현병 환자의 PANSS 양성 증상 점수(조현병 환자가 경험하는 정신병적 증상의 정도를 평가하는 도구)와 양의 상관관계를 보여, 반응성 별아교세포 활성화가 큰 환자일수록 조현병 증상이 심한 것으로 확인됐다. 이는 반응성 별아교세포의 활성 증가가 환청 및 망상과 같은 조현병 양성 증상의 심각도와 연관되어 있는 것을 의미한다. 즉, 전측대상피질과 해마의 반응성 별아교세포 활성 증가가 조현병 병태생리에 중요한 역할을 하며, 특히 전측대상피질의 염증 반응과 글루타메이트 조절 이상이 환청, 망상 등 조현병 증상 발생의 주요 원인이 될 수 있음을 의미한다고 연구팀은 설명했다. 김민아 교수(제1저자)는 “이번 연구를 통해 조현병 환자에서 관찰된 반응성 별아교세포의 활성 증가가 뇌 염증반응과 글루타메이트 조절 이상을 반영하며, 이러한 변화가 조현병 증상의 원인과 관련이 있다는 사실을 규명했다”며 “이러한 발견은 신경교세포 수준에서 조현병의 병태생리 기전을 이해하는 데 기여할 것”이라고 말했다. 권준수 교수(교신저자)는 “이번 연구는 조현병 연구에서 가설로만 제안되었던 신경교세포 기전을 실제로 증명한 중요한 결과”라며 “이는 향후 조현병 치료제 개발에 있어 새로운 표적 뇌세포를 제시하는 데 유용하게 활용될 것”이라고 기대감을 표했다. 이번 연구는 미국의학협회 저널 ‘자마 네트워크 오픈(JAMA Network Open, IF=13.8)’ 최신호에 게재됐다.

서울대병원 “뇌 조직 변화, 조현병 조기 알아낸다”

2023. 10. 29 12:02 건강 이유진 기자

국내 연구진이 조현병 전 단계 및 초기 조현병 환자의 미세한 뇌 조직 변화를 질감 분석을 통해 포착했다. 과거 정신분열병으로 불렸던 조현병은 망상, 환청, 와해된 언어 및 행동과 같은 증상과 사회적 기능 장애를 동반한 중증 정신질환이다. 국내 연구진이 조현병 전 단계 및 초기 조현병 환자의 미세한 뇌 조직 변화를 질감 분석을 통해 포착했다. 일반 뇌 영상 분석으로는 확인할 수 없었던 이 미세한 변화는 조현병 조기 진단의 가능성을 열어줄 것으로 기대된다. 27일 서울대병원 정신건강의학과 권준수·분당서울대병원 문선영 교수팀이 뇌자기공명(MRI) 질감 분석을 조기 조현병 환자들에게 최초로 적용해 뇌 조직을 분석한 결과를 발표했다. 조현병은 발병과 함께 회백질 감소 등 다양한 뇌 조직의 변화가 발견된다. 시간이 갈수록 인지기능이 떨어질 수 있어서 조기 발견과 발병 직후 4~5년간 치료가 매우 중요한데, 조현병 전 단계에서 초기에 일어나는 뇌 변화에 대해서는 잘 알려지지 않았다. 연구팀은 초발정신증군(조현병 초기 단계, 101명), 정신증 고위험군(조현병 전 단계, 85명), 대조군(147명)의 MRI 영상을 바탕으로 조현병과 관련된 뇌 영역에 대한 질감 분석을 실시해 영역별 회색질 부피·두께와 질감 특성의 연관성을 조사했다. 질감 분석이란, MRI 영상을 구성하는 작은 3차원 단위(복셀) 중 인접한 단위들의 상호관계를 조사하여 질감 특성을 분석하는 기법이다. 이 기법은 뇌 조직의 부피 변화나 신호 강도에 기반한 분석으로는 감지하기 어려운 미세한 변화까지 포착할 수 있다. 전두엽 부위에서 회색질의 복잡성 및 상호의존정도을 반영하는 ‘IMC1 질감지표’가 대조군 및 초발정신증군에 비해 뚜렷하게 증가하는 결과가 나타났다. 분석 결과, 초발정신증군은 대조군에 비해 전두엽을 비롯한 뇌 부위에서 회색질 부피 및 두께의 유의한 감소를 보였다. 반면 정신증 고위험군에서는 회색질 부피 및 두께 변화는 발견되지 않았지만, 전두엽 부위에서 회색질의 복잡성 및 상호의존정도를 반영하는 ‘IMC1 질감지표’가 대조군 및 초발정신증군에 비해 뚜렷하게 증가하는 결과가 나타났다. IMC1 지표는 뇌조직의 국소영역의 복잡성이 크고, 영역 간 상호의존정도가 적을수록 그 값이 증가한다. 특히 정신증 고위험군에서 전두엽 IMC1 지표는 양성 증상의 심각도와 음의 상관관계를 보였다. 즉 전두엽 회색질 국소영역의 복잡성이 증가할수록 양성 증상의 정도가 덜했다. 이 결과는 정신증 고위험군 단계에서 신경가소성의 일종인 ‘피질재구성’ 현상의 가능성을 시사한다는 것이 연구팀의 설명이다. 신경가소성은 뇌가 환경·상황에 따라 스스로 신경구조와 회로를 바꾸는 현상을 말한다. 연구팀은 정신증 고위험군에서 회색질의 부피와 두께의 변화가 없더라도, 높은 민감도를 가진 ‘질감분석’을 통해 조현병 증상에 관련된 미세한 회색질 변화를 포착하여 조기 치료에 도움을 받을 수 있다고 강조했다. 문선영 교수(제1저자)는 “이번 연구는 조기 정신증 환자의 뇌에서 일어나는 미세한 변화를 보다 민감하게 파악할 수 있는 새로운 도구를 제시한다”고 연구 의의를 밝혔다. 권준수 교수는 “정신증 고위험군을 비롯한 조기 정신증에서 일어나는 초기의 뇌 구조적 변화를 제대로 이해하면 초기 진단 및 치료에 더욱 효과적인 방법을 제시할 수 있을 것”이라며 “질감 분석은 특히 정신증 고위험군이 정신병으로 전환을 조기에 방지하는데 도움을 줄 것으로 예상된다”고 말했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘분자 정신의학(Molecular Psychiatry)’ 최신호에 발표됐다.